JP2011156934A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員を乗物の前面衝突に対し良好に保護することができる乗員保護装置を得る。
【解決手段】乗員保護装置１０は、乗員Ｐを自動車Ｖの後側及び下側から支持する車両用シート１１と、車両用シート１１を自動車Ｖの減速に伴う慣性力によって前側でかつ上側に向けて回転されるように車体１３に支持する支持構造１２と、支持構造１２が車体１３に対し回転された姿勢を維持する姿勢維持構造１４と、自動車Ｖの減速に伴う慣性力又は該自動車Ｖの前面衝突に伴う慣性力で、車両用シート１１を車体１３に対し後向きに移動させる座席移動構造と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の乗物に適用される乗員保護装置に関する。

車両の前面衝突を障害物センサにより事前に検知したときに、シートを後傾させることで、乗員とステアリングホイールとの間隔を拡大し、衝突時のエネルギ吸収ストロークを大きくする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、チャイルドシートがピンを介してシートに結合されることで、該チャイルドシートが３６０°方向からの衝撃に対し回転して緩衝されるようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−７８６３９号公報 米国特許第６６３４７０８Ｂ２号明細書

上記した前者の技術では、車両の前面衝突を検知してシートを後傾させる際に急ブレーキがかかると、乗員が慣性で前方に移動しようとするのに対しシートベルト装置が設けられたシートが後方に移動することとなり、シートベルト装置による乗員の拘束力が強くなる。上記した後者の技術では、前面衝突の場合には慣性力でチャイルドシートが前側（衝突側）に移動するため、衝突による回転後の乗員保護について懸念がある。

本発明は、乗員を乗物の前面衝突に対し良好に保護することができる乗員保護装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る乗員保護装置は、乗員を乗物の進行方向の反対側及び下側から支持する座席と、前記座席を、乗物の減速に伴う慣性力によって該乗物の進行側でかつ上側に向けて回転されるように乗物本体に支持する支持構造と、前記座席が前記乗物本体に対し回転された姿勢を維持する姿勢維持構造と、前記乗物の減速に伴う慣性力又は該乗物の進行側への衝突に伴う慣性力で、前記座席を前記乗物本体に対し前記乗物の進行方向とは反対向きに移動させる座席移動構造と、を備えている。

例えば乗物の進行側への衝突（以下、前面衝突という）が発生する際には、この前面衝突に先立って自動的に又は乗員の操作で制動動作が為され、乗物は減速されながら前面衝突に至ることとなる。請求項１記載の乗員保護装置では、この乗物の減速（加速度）に伴う慣性力によって、座席は支持構造によって案内されつつ乗員と共に乗物本体に対し進行方向(前方)及び上方に回転する。そして、座席は、姿勢維持構造によって乗物本体に対する回転後の姿勢が維持されると共に、座席移動構造によって乗物の進行方向とは反対側（後方）に移動される。

ここで、減速に伴う慣性力で座席が乗員と共に上記方向に回転するので、乗員は過度の拘束を受けることなく後傾姿勢となる。この後傾姿勢で座席と共に後方に移動される乗員は、その身体の各部に座席からの支持反力が分散され、局所的に大きな荷重が作用することが抑制される。また、後方に移動されることで、乗員の前方に該乗員のための空間が確保される。このため、乗員の前方に位置する乗物本体の部分と該乗員との干渉が抑制されたり、又は、乗員の緩衝ストロークが確保されたりする。

このように、請求項１記載の乗員保護装置では、乗員を乗物の前面衝突に対し良好に保護することができる。

請求項２記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１記載の乗員保護装置において、前記支持構造は、前記座席に着座した乗員の頭部に対する上側で一端側が前記乗物本体に回転可能に連結されると共に、他端側が前記座席に連結されたアーム部材を含んで構成されている。

請求項２記載の乗員保護装置では、アーム部材の一端が乗員の頭部よりも上側で乗物本体に回転可能に連結されているので、該連結部位の周りの回転によって乗員は、頭部を含む全体として座席と共に乗物の進行方向（前方）及び上側に回転することとなる。すなわち、座席及び乗員が一体的に乗物の減速に伴う慣性力で前方及び上方に移動することとなり、乗員が一層良好に保護される。

請求項３記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項２記載の乗員保護装置において、前記支持構造は、前記アーム部材の他端側が前記座席に回転可能に連結されると共に、前記乗物の減速に伴う慣性力によって前記座席が前記乗物の進行側でかつ上側に向けて回転しつつ、前記乗員の頭部が下方に変位される方向に該座席が前記アーム部材との連結部位回りに回転するように、一端側が前記乗物本体に回転可能に連結されると共に他端側が前記座席に回転可能に連結された姿勢調整リンクをさらに含んで構成されている。

請求項３記載の乗員保護装置では、座席がアーム部材を介して乗物本体（アーム部材の一端）及びアーム部材の他端のそれぞれに対し回転可能に支持されている。このため、座席は、単に１つの回転軸回りに回転可能に支持される構成と比べて、衝突初期に座席に入力される荷重が低減される。また、座席は、姿勢調整リンクによる拘束を受けつつ、乗員と共に後傾する方向にアーム部材との連結部位回りに回転する。このため、アーム部材の乗物本体に対する小さい回転角で、座席を、全体として前方に移動させながら大きく後傾された姿勢とることができる。

請求項４記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項３記載の乗員保護装置において、前記支持構造は、前記アーム部材及び姿勢調整リンクの少なくとも一方の回転を規制することで、前記座席を前記姿勢維持構造にて維持される姿勢とするストッパをさらに含み、かつ、前記アーム部材及び姿勢調整リンクの少なくとも一方が前記ストッパにて回転が規制される際に曲げ変形されるように構成されている。

請求項４記載の乗員保護装置では、アーム部材及び姿勢調整リンクの一方又は双方がストッパに当接すると座席の乗物本体に対するそれ以上の回転が規制される。このアーム部材及び姿勢調整リンクのうちストッパに当接する部材が該当接により曲げ変形（弾性変形でも塑性変形でも良い）されるので、該部材とストッパとの当接の伴う衝撃が緩和され、乗員に作用するピーク荷重が下がる。

請求項５記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の乗員保護装置において、前記姿勢維持構造は、前記座席が前記乗員の背部を下方から支持すると共に該乗員の頭部を足よりも下方に位置させる該座席の姿勢を維持する構成とされている。

請求項５記載の乗員保護装置では、乗員がほぼ上向きとなる座席の姿勢が姿勢維持構造によって維持される。このため、乗員が前方に移動しようとする慣性力は、該乗員の背部や臀部に効果的に分散されながら支持される。そして、この姿勢では、上記慣性力による乗員の上体の前傾が生じないので、乗員の頭部が良好に保護される。

請求項６記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の乗員保護装置において、前記座席移動構造は、前記姿勢維持構造によって前記座席の姿勢が維持された後に、該座席を前記乗物本体に対し該乗物の進行方向とは反対向きに移動させる。

請求項６記載の乗員保護装置では、姿勢維持構造によって座席の姿勢が維持されてから該座席が座席移動構造によって後方に移動されるので、該後方への移動に伴って座席の姿勢が変化することが抑制され、乗員は安定した姿勢で良好に保護される。

請求項７記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１〜請求項６の何れか１項記載の乗員保護装置において、前記座席移動構造は、前記乗物本体に対し前記乗物の進行方向に相対変位可能に設けられた質量体と、前記質量体の前記乗物本体に対する進行方向への相対変位を前記座席の前記乗物に対する進行方向とは反対向きの変位に変換する変位変換構造と、前記質量体の前記乗物本体に対する進行方向への相対変位を禁止する禁止状態と該質量体の前記乗物に対する進行方向への相対変位を許容する許容状態とを切り替え得る質量体ロック構造と、を含んで構成されている。

請求項７記載の乗員保護装置では、質量体ロック構造が禁止状態をとる場合には、該ロック構造によって質量体の前方への変位（移動）が直接的又は間接的に規制されるので、座席移動構造による座席の後方への移動は生じない。一方、前面衝突の過程で質量体ロック構造が許容状態に切り替わると、質量体は慣性力で前方に移動する。すると、この質量体の移動（力）が変位変換構造によって座席の後方への移動（力）に変換され、座席は後方へ移動する。このように、減速又は衝突に伴う慣性力を利用して座席を後方に移動させることができる。

そして、質量体ロック構造が設けられているので、座席の後方への移動開始タイミングを制御することができる。例えば請求項６に従属する構成では、姿勢維持構造によって座席の姿勢が維持された後に、質量体ロック構造を禁止状態から許容状態に切り替えれることとなる。

請求項８記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項７記載の乗員保護装置において、前記変位変換構造は、前記質量体の前記乗物本体に対する進行方向への相対変位により引張られる引張部と、前記引張部の張力により前記座席を前記乗物本体に対する進行方向とは反対向きに引張る被引張部とを有して構成されている。

請求項８記載の乗員保護装置では、質量体が前方に移動すると引張部が引張られ、この張力が直接的又は間接的に被引張部に伝わる。この張力で被引張部は、座席を後向きに引張り、座席は後方に移動する。例えば、引張部と被引張部とが１本のワイヤ等の張力構造体を成す構成では、引張部の張力が直接的に被引張部に伝わる。また例えば、引張部の張力が巻取軸の回転力に変換され、この巻取軸の回転が被引張部の張力にさらに変換される構成では、引張部の張力が間接的に被引張部に伝わる。

請求項９記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項８記載の乗員保護装置において、前記変位変換構造は、前記引張部の張力により該張力方向に弾性的に伸長される伸長部をさらに備える。

請求項９記載の乗員保護装置では、変位変換構造が質量体の前方への移動に伴って引張部に張力が作用すると、伸長部が延びて座席すなわち乗員に衝撃荷重が入力されることが抑制される。伸長部は、例えば、引張部自体又は被引張部自体であっても良く、また例えば、引張部又は被引張部に直列に配置された弾性部材であっても良い。

請求項１０記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１〜請求項９の何れか１項記載の乗員保護装置において、前記座席には、該座席に着座した乗員を拘束するためのシートベルト装置が設けられている。

請求項１０記載の乗員保護装置では、乗員を拘束するシートベルト装置が座席に設けられているので、座席の乗物本体に対する相対変位（移動）が生じても該シートベルト装置による座席への乗員拘束性が確保される。また、上記の通り乗員は、座席と共に慣性で乗物本体に対し回転するので、シートベルト装置による乗員の拘束力の上昇が抑制される。

以上説明したように本発明に係る乗員保護装置は、乗員を乗物の前面衝突に対し良好に保護することができるという優れた効果を有する。

第１の実施形態に係る乗員保護装置の概略全体構成を模式的に示す側面図である。 第１の実施形態に係る乗員保護装置の前面衝突時の動作を説明するための図であって、（Ａ）は衝突前の側面図、（Ｂ）は車両用シートの回転過程の側面図、（Ｃ）は車両用シートが保護姿勢に至った場合の側面図、（Ｄ）は車両用シートが後退された状態の側面図である。 第２の実施形態に係る乗員保護装置の概略全体構成を模式的に示す側面図である。 第３の実施形態に係る乗員保護装置の概略全体構成を模式的に示す側面図である。 第４の実施形態に係る乗員保護装置の概略全体構成を模式的に示す側面図である。 第５の実施形態に係る乗員保護装置の概略全体構成を模式的に示す側面図である。 第６の実施形態に係る乗員保護装置の概略全体構成を模式的に示す側面図である。

本発明の第１の実施形態に係る乗員保護装置１０について、図１〜図２に基づいて説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰは、乗員保護装置１０が搭載された乗物としての自動車Ｖの前方向（進行方向）、上方向をそれぞれ示すものとする。

図１には、乗員保護装置１０の概略全体構成が模式的な側面図にて示されている。この図に示される如く、乗員保護装置１０は、座席としての車両用シート１１と、自動車Ｖの前面衝突の際に車両用シート１１を乗物本体としての車体１３に対し相対変位可能に支持する支持構造１２と、車両用シート１１の車体１３に対する相対変位後の姿勢を維持するための姿勢維持構造１４と、自動車Ｖの前面衝突の際に車両用シート１１を後方に移動させる座席移動構造としてのシート変位機構１６とを含んで構成されている。

車両用シート１１は、シートクッション１１Ａと、シートバック１１Ｂと、ヘッドレスト１１Ｃとを含んで構成されている。また、この実施形態における車両用シート１１は、乗員Ｐの足Ｆを載せるフットレスト１１Ｄが設けられている。さらに、車両用シート１１には、該車両用シート１１に着座した乗員Ｐを拘束するためのシートベルト装置１８が設けられている。

シートベルト装置１８は、車両用シート１１に固定された図示しないリトラクタと、一端側がリトラクタに引き出し可能に巻き取られると共に他端側が図示しないアンカを介して車両用シート１１に固定されたウエビング２０と、ウエビング２０の中間部を車両用シート１１に脱着可能に係止するためのバックル装置２２とを含んで構成されている。リトラクタ、アンカ、バックル装置２２が車両用シート１１に設けられたシートベルト装置１８は、車両用シート１１の車体１３に対する位置、姿勢に依らず、該車両用シート１１に乗員Ｐを適正に拘束し得る構成とされている。

支持構造１２は、シート変位機構１６を構成する後述の支持フレーム３４を介して車両用シート１１を車体１３に対し回転可能に支持している。すなわち、支持構造１２においては、支持フレーム３４を車体（乗物本体）として捉えることができる。支持構造１２について具体的に説明すると、該支持構造１２は、アーム部材としてのメインリンク２４と、姿勢調整リンクとしてのサブリンク２６とを含んで構成されている。

メインリンク２４は、その上端２４Ａが支持フレーム３４に回転可能に連結されると共に、その下端２４Ｂが車両用シート１１を構成するシートクッションの前部に回転可能に連結されている。上端２４Ａと支持フレーム３４との連結部位Ｊ１は、車両用シート１１に着座した乗員Ｐの頭部Ｈに対する上側とされている。この実施形態では、連結部位Ｊ１は、頭部Ｈに対し若干後方に配置されている。

サブリンク２６は、その上端２６Ａが支持フレーム３４に回転可能に連結されると共に、その下端２６Ｂが車両用シート１１を構成するシートクッションの後部に回転可能に連結されている。サブリンク２６の上端２６Ａの支持フレーム３４に対する連結部位は、上記の連結部位Ｊ１に対する前方とされている。これにより、メインリンク２４とサブリンク２６とは、側面視でＸ字状に交差されている。このメインリンク２４とサブリンク２６とは、支持フレーム３４及び車両用シート１１とで、支持フレーム３４を固定リンクとする４節リンク機構を成している。

この支持構造１２では、メインリンク２４が支持フレーム３４に対し矢印Ａ方向に回転すると、車両用シート１１が支持フレーム３４すなわち車体１３に対し前方でかつ上方に回転するようになっている。また、支持構造１２では、メインリンク２４が支持フレーム３４に対し矢印Ａ方向に回転すると、サブリンク２６の拘束によって、車両用シート１１がメインリンク２４の下端２４Ｂとの連結部位Ｊ２回りに後傾（矢印Ｂ参照）する構成とされている。

以上により、支持構造１２では、自動車Ｖの減速に伴い生じる慣性力によって、車両用シート１１が図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示される如く、矢印Ａ方向に回転されつつ矢印Ｂ方向に後傾される構成とされている。すなわち、図２（Ｃ）に示される如く、車両用シート１１は、図２（Ａ）に示される通常姿勢からメインリンク２４が９０°未満の所定角度だけ矢印Ｂ方向に回転することで、乗員Ｐがほぼ上向きとなる（略９０°回転する）保護姿勢に変位されるように、支持構造１２を介して支持されている。この車両用シート１１の保護姿勢は、乗員Ｐの頭部Ｈは足Ｆに対し若干下側に位置する姿勢として設定されている。

なお、この実施形態に係る支持構造１２では、自動車Ｖの通常走行時の減速（ブレーキ操作）では車両用シート１１の支持フレーム３４に対する上記の相対変位は生じず、自動車Ｖの急減速（急ブレーキ）の際に車両用シート１１の支持フレーム３４に対する上記の相対変位が生じる構成とされている。この構成は、例えば、支持フレーム３４と、車両用シート１１、メインリンク２４、及びサブリンク２６の少なくとも１部との摩擦等により実現することができる。

支持構造１２は、車両用シート１１の保護姿勢を超えた矢印Ａ方向への回転を規制するストッパ２８を備えている。この実施形態では、ストッパ２８は、支持フレーム３４に設けられてメインリンク２４の矢印Ａ方向への回転を規制する構成とされている。なお、ストッパ２８に代えて、又はストッパ２８と共に、サブリンク２６の回転を規制するストッパを設けても良く、車両用シート１１と支持フレーム３４との間にストッパを設けても良い。また、この実施形態におけるメインリンク２４は、ストッパ２８への当接に伴って曲げ変形を生じる（撓む）ようになっている。このメインリンク２４の撓みは、弾性変形であってもよく、塑性変形であっても良い。

姿勢維持構造１４は、メインリンク２４と支持フレーム３４との連結部位Ｊ１に設けられたラチェット機構として構成されている。この姿勢維持構造１４は、メインリンク２４の矢印Ａ方向への回転に追従する回転体３０と、回転体３０の外周に形成されたラチェット歯３０Ａと、支持フレーム３４に支持されると共にラチェット歯３０Ａに噛み合い可能なパウル３２とを含んで構成されている。姿勢維持構造１４では、パウル３２は、回転体３０の矢印Ａ方向への回転を許容する一方、該回転体３０のラチェット歯３０Ａと噛み合うことで該回転体３０の矢印Ａとは逆向きの矢印Ｃ方向への回転を禁止する構成とされている。

これにより、乗員保護装置１０では、支持フレーム３４に対し矢印Ａ方向に回転された車両用シート１１が矢印Ｃ方向に戻ってしまうことが防止されるようになっている。そして、メインリンク２４がストッパ２８に当たって車両用シート１１が保護姿勢に至ると、該保護姿勢からの通常姿勢側の矢印Ｃ方向の回転が姿勢維持構造１４によって禁止されるので、車両用シート１１が保護姿勢に維持されるようになっている。なお、姿勢維持構造１４は、例えば各回転位置で矢印Ｃ方向の回転を阻止すべく複数（多数）のラチェット歯３０Ａを有して構成されても良く、また例えば回転体３０における保護姿勢に応じた位置に単一のラチェット歯３０Ａを設けて構成されても良い。さらに、姿勢維持構造１４として、ラチェット機構に代えて、ワンウェイクラッチ等を採用しても良い。

シート変位機構１６は、車両用シート１１を車体１３に対し前後方向にスライド可能に支持する支持フレーム３４と、車体１３に対し前後方向にスライド可能に設けられた質量体としてのカウンターマス３６と、カウンターマス３６の前方への移動を支持フレーム３４の後方への移動に変換する変位変換構造３８とを主要部として構成されている。

支持フレーム３４は、上記の通りメインリンク２４、サブリンク２６を介して車両用シート１１を支持すると共に、例えば車体１３のフロアとの間に設けられた図示しないスライドレールを介して、該車体１３に対し前後方向にスライド可能に支持されている。これにより、車両用シート１１は、通常使用位置（範囲）に対する後方に、支持フレーム３４と共に移動可能とされている。上記の如く車両用シート１１からは乗物本体として捉えられた支持フレーム３４は、カウンターマス３６に対しては車両用シート１１として捉えることができる。

カウンターマス３６は、例えば車体１３のフロアとの間に設けられた図示しないスライドレールを介して、該車体１３に対し前後方向にスライド可能に支持されている。これにより、カウンターマス３６は、初期位置に対する前方に移動可能とされている。この実施形態では、カウンターマス３６の質量は、車両用シート１１（支持フレーム３４含む）の質量と乗員Ｐの質量との和よりも大きい設定とされている。

変位変換構造３８は、一端が支持フレーム３４に接続されると共に他端がカウンターマス３６に接続された引張部及び被引張部としての張力構造体であるワイヤ４０と、支持フレーム３４及びカウンターマス３６の後方で車体１３に回転可能でかつ前後方向に移動不能に支持されると共にワイヤ４０の中間部が巻き掛けられたプーリ４２とを主要部として構成されている。これにより、カウンターマス３６が前方に移動すると、ワイヤ４０におけるプーリ４２に対するカウンターマス３６側の部分（引張部）には前向きの引張力Ｆｆが作用し、ワイヤ４０におけるプーリ４２に対する支持フレーム３４側の部分（被引張部）には後向きの引張力Ｆｒが作用が作用する構成とされている。

そして、カウンターマス３６の質量が車両用シート１１（支持フレーム３４含む）の質量と乗員Ｐの質量との和よりも大きい設定により、カウンターマス３６に前向きの慣性力が作用すると、該カウンターマス３６の前方への移動に伴って支持フレーム３４と共に車両用シート１１が後方に移動する構成とされている。

また、シート変位機構１６は、カウンターマス３６の前方への移動をロックするロック状態（禁止状態）と、該ロック状態を解除するロック解除状態（許容状態）とをとり得る質量体ロック構造としてのロック機構４４を備えている。ロック機構４４は、カウンターマス３６の前方に突出したロック位置（図１の実線参照）と、該ロック位置から退避した解除位置である解除位置（図１の実線参照）とをとり得るロック部材４６と、通常はロック部材４６をロック位置に保持し作動されることでロック部材４６を解除位置に移動させるアクチュエータ４８とを含んで構成されている。なお、例えば、ロック部材４６が、スプリング等の付勢部材にてロック位置に保持（偏倚）される構成としても良い。また例えば、ロック機構４４は、直接的には支持フレーム３４の後方への移動をロック、ロック解除する構成であっても良い。

このロック機構４４によって、乗員保護装置１０は、カウンターマス３６が前面衝突に伴う慣性力によって前方に移動するタイミングすなわち車両用シート１１が後方に移動されるタイミングを、ロック機構４４のアクチュエータ４８の作動タイミングによって制御可能な構成とされている。

そして、このロック機構４４のアクチュエータ４８の作動タイミングは、制御装置としての衝突ＥＣＵ５０によって制御されるようになっている。衝突ＥＣＵ５０は、車両用シート１１の姿勢を検出するためのシート角度センサ５２及びアクチュエータ４８のそれぞれと電気的に接続されている。衝突ＥＣＵ５０は、アクチュエータ４８からの信号に基づいて車両用シート１１が通常姿勢から保護姿勢に至ったと判断した場合に、アクチュエータ４８に動作信号を出力する（給電する）構成とされている。

なお、シート角度センサ５２は、例えばメインリンク２４の支持フレーム３４に対する傾斜角に応じた信号を出力するエンコーダ等とすることができる。また、シート角度センサ５２として、姿勢維持構造１４を構成する回転体３０のラチェット歯３０Ａとパウル３２との噛み合い（接触）を検出するスイッチを用いても良い。この構成では、車両用シート１１の保護姿勢が姿勢維持構造１４によって維持された後に、シート変位機構１６をロック解除状態にすることができる。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。

上記構成の乗員保護装置１０では、適用された自動車Ｖの前面衝突に先立って、乗員の操作によって又はプリクラッシュシステム等によって自動的に急ブレーキがかけられる。すると、自動車Ｖは急減速され、この急減速に伴う慣性力で車両用シート１１は、図２（Ａ）に示される通常姿勢から、図２（Ｂ）に示される如くメインリンク２４、サブリンク２６によって支持（案内）されながら、前方でかつ上方に向けて回転される。

この回転に伴ってメインリンク２４がストッパ２８に当接すると、車両用シート１１のそれ以上の回転が禁止されると共に、図２（Ｃ）に示される如く車両用シート１１が保護姿勢に至る。すると、姿勢維持構造１４を構成する回転体３０のラチェット歯３０Ａがパウル３２との係合位置に至り、該ラチェット歯３０Ａとパウル３２との係合によってメインリンク２４すなわち車両用シート１１の矢印Ｃ方向の回転が規制される。これにより、車両用シート１１は、支持フレーム３４（車体１３）に対し保護姿勢が維持される。

また、シート角度センサ５２からの信号に基づいて車両用シート１１が保護姿勢に至ったと判断した衝突ＥＣＵ５０は、アクチュエータ４８を作動させる。すると、ロック部材４６がロック位置から解除位置に移動して、ロック部材４６の車体１３に対する前方へのスライド可能な状態となる。

そして、車両用シート１１が保護姿勢に至る過程で自動車Ｖの前面衝突が生じた場合は急減速に伴う慣性力で、車両用シート１１が保護姿勢に至った後に自動車Ｖの前面衝突が生じた場合は衝突に伴う慣性力で、図２（Ｄ）に示される如く、カウンターマス３６が車体１３に対し前方に移動する。これにより、支持フレーム３４がワイヤ４０を介して後方に引張られ、該支持フレーム３４と共に車両用シート１１が保護姿勢のまま後方に移動される。

ここで、乗員保護装置１０では、急減速に伴う慣性力で車両用シート１１が保護姿勢に至る構成であるため、この保護姿勢に至る過程の車両用シート１１は、車両用シートが慣性力に抗して後方に引き倒されることなく、乗員Ｐと共に回転する。特に、メインリンク２４の上端２４Ａが乗員Ｐの頭部Ｈの上方に位置するので、車両用シート１１は、全体として通常位置に対し前方に移動する（通常姿勢に対し後方に移動する部分がない）。これにより、慣性力による車両用シート１１及び乗員Ｐの移動方向がほぼ一致されるので、例えば車両用シートが慣性力に抗して後方に引き倒される比較例と比較して、乗員Ｐに対するシートベルト装置１８による拘束力が抑制される。

また、この保護姿勢は、図２（Ｃ）に示される如く乗員Ｐがほぼ上側を向くと共に頭部Ｈが足Ｆよりも若干下側に位置する姿勢であるため、乗員Ｐの前方への慣性力が乗員Ｐの背部（シートバック１１Ｂ）、臀部（シートクッション１１Ａ）、足Ｆ（フットレスト１１Ｄ）、後頭部（ヘッドレスト１１Ｃ）等に分散して支持される。

例えば、通常姿勢で前面衝突に至る比較例では、乗員Ｐは主にその上体がシートベルト装置１８のウエビング２０にて拘束されることで、前方への移動が抑制されるので、上体に荷重が集中しやすい。

これに対して乗員保護装置１０では、上記の保護姿勢で、上記の通り乗員Ｐの身体の各部で荷重を分散支持することができ、該乗員Ｐの身体に局所的に大きな荷重が作用することが防止又は効果的に抑制される。さらに、上記の通り各部に分散された荷重により、背部、臀部、後頭部がシートクッション１１Ａ、ヘッドレスト１１Ｃ、シートバック１１Ｂに沈み込むので、動荷重が効果的に吸収される。しかも、上記の保護姿勢では、通常姿勢のように慣性力で乗員Ｐの上体が前傾することに伴い頭部Ｈが前方に移動することがないので、乗員Ｐの頭部Ｈの保護性が高い。

さらに、乗員保護装置１０では、シート変位機構１６を備えることで自動車Ｖの前面衝突又は急減速に伴って車両用シート１１が後方に移動される構成とされているため、車両用シート１１すなわち乗員Ｐの前方の空間が広がる。このため、乗員Ｐの前方に位置する自動車Ｖの構成部分（例えば、インストルメントパネル、ステアリングホイール、前席等）と該乗員Ｐとの干渉が抑制されたり、又は、乗員Ｐの衝撃吸収ストロークが確保されたりする。

特に、乗員保護装置１０では、姿勢維持構造１４、ロック機構４４を含むシート変位機構１６を備えているので、保護姿勢が維持された車両用シート１１が乗員Ｐと共に後方に移動する。このため、慣性力に抗して後方に移動することに伴う荷重が、上記の通り乗員Ｐの身体の各部に分散される。これにより、前面衝突の過程で乗員Ｐの身体に作用するピーク荷重は、後方に移動することなく通常姿勢でシートベルト装置１８により拘束されることにより乗員Ｐの身体に作用するピーク荷重と比較して、十分に低く抑えられる。すなわち、乗員保護装置１０では、乗員Ｐに作用するピーク荷重の低減と、乗員Ｐの前方に該乗員Ｐの保護のための空間を確保（拡大）することとを両立することができる。

このように、第１の実施形態に係る乗員保護装置１０では、乗員Ｐを自動車Ｖの前面衝突に対し良好に保護することができる。

また、乗員保護装置１０では、メインリンク２４がストッパ２８に当接する車両用シート１１の保護姿勢に至ると、メインリンク２４が撓むので、該メインリンク２４とストッパ２８との当接に伴う衝撃荷重が緩和される。すなわち、乗員Ｐへの入力荷重が低減される。

なお、乗員保護装置１０において、急ブレーキをかけることなく前面衝突前に至った場合について補足する。この場合、衝突に伴う加速度（減速度）により、車両用シート１１は乗員Ｐと共に通常姿勢から保護姿勢側に変位される。このため、車両用シート１１が保護姿勢に至った場合には、急ブレーキで保護姿勢側への回転を開始する場合に比べて効果は小さいものの、上記と同様に衝突に伴う荷重を乗員Ｐの身体に各部で分散支持させることができ、また車両用シート１１の後方への移動により乗員Ｐのための空間を確保することができる。一方、仮に保護姿勢まで至らなくても、前方への荷重を上体（ウエビング２０）、臀部（シートクッション１１Ａ）、足Ｆ（フットレスト１１Ｄ）で分散支持させることができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記した第１の実施形態又は前での構成と基本的に同一の部品、部分については、上記した第１の実施形態又は前での構成と同一の符号を付して説明省略する。

（第２の実施形態）
図３には、第２の実施形態に係る乗員保護装置６０が図１に対応する側面図にて示されている。この図に示される如く、乗員保護装置６０は、変位変換構造３８に代わりシート変位機構１６を構成する変位変換構造６２が、ワイヤ４０の張力（引張力）にて伸張される伸長部６４を備えている点で、第１の実施形態に係る乗員保護装置１０とは異なる。

変位変換構造６２では、支持フレーム３４とワイヤ４０の他端との間に伸長部６４が直列に設けられている。伸長部６４は、例えば引張コイルスプリングやゴムチューブなどで構成されており、張力に対し弾性的に伸長（伸縮）する構成とされている。これにより、乗員保護装置６０では、カウンターマス３６が前方に移動すると、伸長部６４が伸長されつつ支持フレーム３４が車両用シート１１と共に後方に移動される構成とされている。乗員保護装置６０における他の構成は、乗員保護装置１０の対応する構成と同じである。

したがって、第２の実施形態に係る乗員保護装置６０によっても、基本的に第１の実施形態に係る乗員保護装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、乗員保護装置６０では、変位変換構造６２が伸長部６４を含んで構成されているので、カウンターマス３６が前方に移動することで車両用シート１１（支持フレーム３４）の後方への移動が開始される瞬間に作用する衝撃荷重が緩和される。すなわち、乗員Ｐへの入力荷重が低減される。

なお、第２の実施形態では、ワイヤ４０とは別に伸長部６４設けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ワイヤ４０自体が張力により弾性的に伸長（伸縮）される構成であっても良い。また。伸長部６４が支持フレーム３４側に設けられる例には限定されず、例えば、伸長部６４がカウンターマス３６側に設けられたり、伸長部６４がワイヤ４０中間部に設けられりする例とすることができる。また、張力によって塑性的に（不可逆的に）伸長する材料にて伸長部を構成することも可能である。

（第３の実施形態）
図４には、第３の実施形態に係る乗員保護装置７０が図１に対応する側面図にて示されている。この図に示される如く、乗員保護装置７０は、シート変位機構１６が変位変換構造３８に代えて変位変換構造７２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る乗員保護装置１０とは異なる。

変位変換構造７２は、一端がカウンターマス３６に接続されると共に他端がカウンターマス３６の後方で巻取軸７４に巻き取られた引張部としてのワイヤ７５と、一端が支持フレーム３４に接続されると共に他端が支持フレーム３４の後方で巻取軸７６に巻き取られたワイヤ７８とを含んでいる。また、巻取軸７４にはギヤ７４Ａが同軸的かつ一体に回転するように設けられており、巻取軸７６にはギヤ７４Ａに噛み合わされたギヤ７６Ａが同軸的かつ一体に回転するように設けられている。

この実施形態では、巻取軸７４、巻取軸７６は、対応するワイヤ巻き掛け半径（外径）が同等とされる一方、ギヤ７４Ａの歯数がギヤ７６Ａの歯数よりも多く設定されている。これにより、乗員保護装置７０では、カウンターマス３６の前方への移動ストロークに対し支持フレーム３４の後方への移動ストロークが大きくなる構成である。乗員保護装置７０における他の構成は、乗員保護装置１０の対応する構成と同じである。

したがって、第３の実施形態に係る乗員保護装置７０によっても、基本的に第１の実施形態に係る乗員保護装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、乗員保護装置７０では、ギヤ７４Ａとギヤ７６Ａとのギヤ比によって、カウンターマス３６の前方への移動ストロークに対し支持フレーム３４の後方への移動ストロークを設定（変更）することが可能である。この実施形態では、カウンターマス３６の短い移動ストロークで車両用シート１１を大きく後方に移動することができる。例えば、乗員保護装置７０は、車両用シート１１に対する前側のストロークが小さく、後側のストロークが大きく設定される自動車Ｖに有効に適用される。

（第４の実施形態）
図５には、第４の実施形態に係る乗員保護装置８０が図１に対応する側面図にて示されている。この図に示される如く、乗員保護装置８０は、シート変位機構１６が変位変換構造３８に代えて変位変換構造８２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る乗員保護装置１０とは異なる。

変位変換構造８２は、一端がカウンターマス３６に接続されると共に他端がカウンターマス３６の後方で巻取軸８４に巻き取られた引張部としてのワイヤ８５と、一端が支持フレーム３４に接続されると共に他端が支持フレーム３４の後方で巻取軸８６に巻き取られたワイヤ８８とを含んでいる。

また、巻取軸８４と巻取軸８６とは、互いに同軸的かつ一体に回転するように一体化されており、対応するワイヤの巻き掛け半径（外径）が異なる設定とされている。この実施形態では、巻取軸８４が巻取軸８６に対し小径とされている。これにより、乗員保護装置８０では、カウンターマス３６の前方への移動ストロークに対し支持フレーム３４の後方への移動ストロークが小さくなる構成である。乗員保護装置８０における他の構成は、乗員保護装置１０の対応する構成と同じである。

したがって、第４の実施形態に係る乗員保護装置８０によっても、基本的に第１の実施形態に係る乗員保護装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、乗員保護装置８０では、巻取軸８４と巻取軸８６との巻き掛け半径比によって、カウンターマス３６の前方への移動ストロークに対し支持フレーム３４の後方への移動ストロークを設定（変更）することが可能である。この実施形態では、車両用シート１１（支持フレーム３４を含む）の質量と乗員Ｐの質量との和よりも小さい質量のカウンターマス３６を用いて、該慣性力の車両用シート１１を後方に移動することができる。例えば、乗員保護装置８０は、車両用シート１１に対する前側のストロークが大きいものの、可動体であるカウンターマス３６の大きさに制約がある自動車Ｖに有効に適用される。

（第５の実施形態）
図６には、第５の実施形態に係る乗員保護装置９０が図１に対応する側面図にて示されている。この図に示される如く、乗員保護装置９０は、シート変位機構１６が変位変換構造３８に代えて変位変換構造９２を備えて構成されている点で、第１の実施形態に係る乗員保護装置１０とは異なる。

変位変換構造９２は、カウンターマス３６に形成された第１ラック９４と、第１ラック９４側を向くように支持フレーム３４に形成された第２ラック９６と、これら第１ラック９４及び第２ラック９６のそれぞれに噛み合わされたピニオン９８とを含んで構成されている。これにより、変位変換構造９２では、カウンターマス３６の前方への移動に伴ってピニオン９８が回転すると、該回転によって第２ラック９６すなわち支持フレーム３４が車両用シート１１と共に後方に移動されるようになっている。乗員保護装置９０における他の構成は、乗員保護装置１０の対応する構成と同じである。

したがって、第５の実施形態に係る乗員保護装置９０によっても、基本的に第１の実施形態に係る乗員保護装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、乗員保護装置９０では、変位変換構造９２をコンパクトに構成することができる。

（第６の実施形態）
図７には、第６の実施形態に係る乗員保護装置１００が図１に対応する側面図にて示されている。この図に示される如く、乗員保護装置１００は、車両用シート１１を通常姿勢で保持するためのシートロック機構１０２を備える点で、第１の実施形態に係る乗員保護装置１０とは異なる。

シートロック機構１０２は、通常姿勢をとる車両用シート１１に係合するロック位置と、該係合状態が解除された解除位置とをとり得るロック部材１０４と、通常はロック部材１０４をロック位置に保持し作動されることでロック部材１０４を解除位置に移動させるアクチュエータ１０６とを含んで構成されている。

アクチュエータ１０６は、衝突ＥＣＵ５０に代えて設けられた衝突ＥＣＵ１０８にて作動が制御されるようになっている。具体的には、衝突ＥＣＵ１０８は、自動車Ｖの前面衝突を予測するためのプリクラッシュセンサ１１０からの信号に基づいて、自動車Ｖの前面衝突（が不可避であること）を予測した場合に、アクチュエータ１０６を作動させるようになっている。なお、プリクラッシュセンサ１１０に代えて、ブレーキ操作（踏み込み量等）を検出するブレーキセンサからの急ブレーキに対応する信号に基づいてアクチュエータ１０６を作動させるようにしても良い。乗員保護装置１００における他の構成は、乗員保護装置１０の対応する構成と同じである。

したがって、第６の実施形態に係る乗員保護装置１００によっても、基本的に第１の実施形態に係る乗員保護装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、乗員保護装置１００では、通常の運転時に車両用シート１１が保護姿勢側に回転することが確実に防止される。

なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されることはなく、各種変更して実施することができる。

また、第１〜第４、第６の実施形態では、後方移動後の支持フレーム３４に対する後方にプーリ４２、巻取軸７４、７６、巻取軸８４、８６が配置された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ワイヤ４０、７５、８５を支持フレーム３４の前端側に接続することで、後方移動後の支持フレーム３４に対する後方にプーリ４２、巻取軸７４、７６、巻取軸８４、８６が側面視でオーラップするように配置される構成としても良い。この構成では、乗員保護装置１０、６０、７０、８０、１００前後方向の配置スペースを小さくすることができる。

さらに、上記した各実施形態では、本発明が自動車Ｖ（車両用シート１１の乗員Ｐの保護）に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、本発明に係る乗員保護装置は、例えば鉄道車両、航空機、船舶等の各種の乗物（乗物用シートに着座した乗員の保護）に適用可能である。

１０ 乗員保護装置
１１ 車両用シート（座席）
１２ 支持構造
１３ 車体（乗物本体）
１４ 姿勢維持構造
１６ シート変位機構（座席移動構造）
１８ シートベルト装置
２４ メインリンク（アーム部材）
２６ サブリンク（姿勢調整リンク）
２８ ストッパ
３６ カウンターマス（質量体）
３８ 変位変換構造
４０ ワイヤ（引張部、被引張部）
４４ ロック機構（質量体ロック構造）
６０・７０・８０・９０・１００ 乗員保護装置
６２・７２・８２・９２ 変位変換構造
７５・８５ ワイヤ（引張部）
７８・８８ ワイヤ（被引張部）
Ｐ 乗員
Ｈ 頭部

Claims (10)

1. 乗員を乗物の進行方向の反対側及び下側から支持する座席と、
   前記座席を、乗物の減速に伴う慣性力によって該乗物の進行側でかつ上側に向けて回転されるように乗物本体に支持する支持構造と、
   前記座席が前記乗物本体に対し回転された姿勢を維持する姿勢維持構造と、
   前記乗物の減速に伴う慣性力又は該乗物の進行側への衝突に伴う慣性力で、前記座席を前記乗物本体に対し前記乗物の進行方向とは反対向きに移動させる座席移動構造と、
   を備えた乗員保護装置。
2. 前記支持構造は、前記座席に着座した乗員の頭部に対する上側で一端側が前記乗物本体に回転可能に連結されると共に、他端側が前記座席に連結されたアーム部材を含んで構成されている請求項１記載の乗員保護装置。
3. 前記支持構造は、
   前記アーム部材の他端側が前記座席に回転可能に連結されると共に、
   前記乗物の減速に伴う慣性力によって前記座席が前記乗物の進行側でかつ上側に向けて回転しつつ、前記乗員の頭部が下方に変位される方向に該座席が前記アーム部材との連結部位回りに回転するように、一端側が前記乗物本体に回転可能に連結されると共に他端側が前記座席に回転可能に連結された姿勢調整リンクをさらに含んで構成されている請求項２記載の乗員保護装置。
4. 前記支持構造は、
   前記アーム部材及び姿勢調整リンクの少なくとも一方の回転を規制することで、前記座席を前記姿勢維持構造にて維持される姿勢とするストッパをさらに含み、
   かつ、前記アーム部材及び姿勢調整リンクの少なくとも一方が前記ストッパにて回転が規制される際に曲げ変形されるように構成されている請求項３記載の乗員保護装置。
5. 前記姿勢維持構造は、前記座席が前記乗員の背部を下方から支持すると共に該乗員の頭部を足よりも下方に位置させる該座席の姿勢を維持する構成とされている請求項１〜請求項４の何れか１項記載の乗員保護装置。
6. 前記座席移動構造は、前記姿勢維持構造によって前記座席の姿勢が維持された後に、該座席を前記乗物本体に対し該乗物の進行方向とは反対向きに移動させる請求項１〜請求項５の何れか１項記載の乗員保護装置。
7. 前記座席移動構造は、
   前記乗物本体に対し前記乗物の進行方向に相対変位可能に設けられた質量体と、
   前記質量体の前記乗物本体に対する進行方向への相対変位を前記座席の前記乗物に対する進行方向とは反対向きの変位に変換する変位変換構造と、
   前記質量体の前記乗物本体に対する進行方向への相対変位を禁止する禁止状態と該質量体の前記乗物に対する進行方向への相対変位を許容する許容状態とを切り替え得る質量体ロック構造と、
   を含んで構成されている請求項１〜請求項６の何れか１項記載の乗員保護装置。
8. 前記変位変換構造は、前記質量体の前記乗物本体に対する進行方向への相対変位により引張られる引張部と、前記引張部の張力により前記座席を前記乗物本体に対する進行方向とは反対向きに引張る被引張部とを有して構成されている請求項７記載の乗員保護装置。
9. 前記変位変換構造は、前記引張部の張力により該張力方向に弾性的に伸長される伸長部をさらに備える請求項８記載の乗員保護装置。
10. 前記座席には、該座席に着座した乗員を拘束するためのシートベルト装置が設けられている請求項１〜請求項９の何れか１項記載の乗員保護装置。

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